[发明专利]一种制备三元硫化物和四元硫氧化物荧光粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料领域，是一种以(Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_k)₂ZnS₃和Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_kZnOS为基质、以稀土离子和过渡金属离子为激活剂的荧光粉及其合成方法和应用方法。

背景技术

化合物Ba₂ZnS₃和BaZnOS具有良好的化学稳定性质和热稳定性，是适合荧光粉的基质。目前，报道的以Ba₂ZnS₃为基质的荧光粉有Ba₂ZnS₃:Eu²⁺，Ce³⁺，以BaZnOS为基质的荧光粉有BaZnOS:Mn²⁺和BaZnOS:Cu²⁺等。这两类基质荧光粉在白光LED和太阳能转换方面显示出良好的应用前景。

无论是合成Ba₂ZnS₃还是BaZnOS荧光粉，已报道的合成方法都是两步法：首先，采用H₂S或CS₂气体还原BaSO₄或BaCO₃制备出BaS；然后，用BaS与ZnO高温固相反应生成BaZnOS，用BaS与ZnS高温固相反应生成Ba₂ZnS₃，反应时间需要24h以上。由于BaS在空气中极易潮解，第二步操作必须在真空手套箱中进行。上述合成方法不仅操作步骤繁琐，而且还需要使用有毒气体H₂S或CS₂，不利于实际生产和环境保护。

我们发明了碳热还原法一步合成Ba₂ZnS₃或BaZnOS荧光粉的方法。以BaSO₄、碳粉和ZnS为原料，高温下直接反应，一步合成Ba₂ZnS₃；以BaSO₄、碳粉和ZnO为原料，高温下直接反应，一步合成BaZnOS。反应时间只需要2-4h。该发明不涉及到BaS，故所有操作无需在真空手套箱中操作，操作简单。碳热还原一步法具有以下优点：(1)不使用有毒气体H₂S或CS₂；(2)避免了人体接触BaS可能带来的伤害和环境污染；(3)反应时间短。

当以其它碱土金属离子取代化合物Ba₂ZnS₃和BaZnOS中的部分Ba²⁺离子时，还可合成固溶体(Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_k)₂ZnS₃或Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_kZnOS为基质的荧光粉。

发明内容

本发明是要解决上述(Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_k)₂ZnS₃和Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_kZnOS荧光粉制备方法的不足，提供一种安全简单的合成方法。具体操作过程包括以下步骤：

1、一种用于合成通式为(Ba_1-m-n-kSr_mCa_nMg_k)₂ZnS₃:xRE，yM荧光粉的方法。